CN112538340A - 一种盾构浆液调制工艺 - Google Patents

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黄大为
兰艳峰
王鑫
方东洋
王朝阳
徐兴雪
吴宝祥
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    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/14—Clay-containing compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/003—Methods for mixing

Abstract

本发明公开了一种盾构浆液调制工艺，包括泥浆原料包含有膨润土、CMC添加剂、海水、清水和纯碱，采用膨润土、CMC添加剂、海水和纯碱，其中膨润土主要成分是蒙脱土，按照以下重量份组成：海水100份，膨润土8～12份，CMC添加剂0.4～0.6份，纯碱0.2～0.4份，按重量份称取海水、CMC添加剂和膨润土，通过电动泥浆搅拌器进行搅拌，且在1000r/min转速下搅拌不少于40min，搅拌过程中持续加入膨润土，随后使搅拌完成的泥浆置入静置池中，静置24h～36h。本发明在沿海施工时，可直接采用海水通过施工工艺制成能够直接使用的泥浆，在施工中即可直接使用，减少清水或地下水的所需处理使用成本，增加使用效率。

Description

一种盾构浆液调制工艺
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种盾构浆液调制工艺。
背景技术
如今的沿海隧道、近海施工和跨江隧道工程迅速发展，主要是采用的泥水盾构施工技术，通过集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，因此在挖掘过程中则所辅助使用的泥浆则是施工时的必需品，能够在舱压作用下向地层中渗透，在开挖面形成一层致密泥膜平衡土水压力，起到维持掌子面稳定的重要作用。
但是现有的泥浆一般采用的是清水或地下水，对于泥浆和海水的接触也一般仅存在于在海水环境的工况中，在浆液循环后根据所接触海水的量再次处理，由于制浆工艺中一般涉及到的是清水或地下水，在与海水接触后所形成的液体将逐渐丧失泥浆的成膜化功能，最终形成流变性能劣化，影响施工质量和施工设备，再次灌浆时则需要重新制作泥浆，导致施工进度拖延，大大降低了泥浆的使用效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种盾构浆液调制工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种盾构浆液调制工艺，所述泥浆原料包含有膨润土、CMC添加剂、海水、清水和纯碱，具体包括如下步骤：
A.备料，采用膨润土、CMC添加剂、海水和纯碱，其中膨润土主要成分是蒙脱土，按照以下重量份组成：海水100份，膨润土8～12份，CMC添加剂0.4～0.6份，纯碱0.2～0.4份；
B.静置搅拌，按重量份称取海水、CMC添加剂和膨润土，通过电动泥浆搅拌器进行搅拌，且在1000r/min转速下搅拌不少于40min，搅拌过程中持续加入膨润土，随后使搅拌完成的泥浆置入静置池中，静置24h～36h；
C.分离调整，将静置池中层的泥浆抽出，通过分筛网分离出泥块和碎石，分离出来的泥块、碎石进入振动筛，经再次分离后，由静置池与振动筛分离出来的泥浆，进入泥水分离漩流器内循环分离，分离出来的砂土由集料箱排出，分离器分离出来的泥浆，置入调整池内，放置2h～4h；
D.浆液制成，在调整池内继续按比例加入纯碱，经由电动泥浆搅拌器继续搅拌20min，制得可使用的浆液。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤D所制得的浆液的泥浆比重为1.05g/cm3～1.1g/cm3，泥浆粘度为20s～25s，且颗粒＜74μm。
作为本发明的一种优选技术方案，在浆液的泥浆比重未达到1.05g/cm3～1.1g/cm3范围，所述浆液的处理步骤如下:
若浆液低于1.05g/cm3～1.1g/cm3时，在浆液中加入膨润土并搅拌，直至能够符合泥浆比重1.05g/cm3～1.1g/cm3的标准；
若浆液高于1.05g/cm3～1.1g/cm3时，在浆液中加入清水并搅拌，直至能够符合泥浆比重1.05g/cm3～1.1g/cm3的标准。
作为本发明的一种优选技术方案，在浆液的泥浆粘度未达到20s～25s范围，所述浆液的处理步骤如下:
若浆液低于泥浆粘度20s～25s时，在浆液中持续加入CMC添加剂并搅拌，直至能够符合泥浆粘度20s～25s；
若浆液高于泥浆粘度20s～25s时，在浆液中持续加入清水并搅拌，直至能够符合泥浆粘度20s～25s。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1：本发明在沿海施工时，可直接采用海水通过施工工艺制成能够直接使用的泥浆，在施工中即可直接使用，减少清水或地下水的所需处理使用成本，增加使用效率。
2：本发明在沿海工况条件使用时，在泥浆使用后将与海水接触，由于本施工工艺制浆方式主要采用的水源主要是海水，因此在泥浆循环后能够直接根据工艺继续处理为可使用的泥浆，能够实现沿海工况时泥浆循环的多次使用，减少施工成本增加施工质量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的检验流程示意图；
具体实施方式
以下本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供一种盾构浆液调制工艺，泥浆原料包含有膨润土、CMC添加剂、海水、清水和纯碱，具体包括如下步骤：
A.备料，采用膨润土、CMC添加剂、海水和纯碱，其中膨润土主要成分是蒙脱土，按照以下重量份组成：海水100份，膨润土8～12份，CMC添加剂0.4～0.6份，纯碱0.2～0.4份；
B.静置搅拌，按重量份称取海水、CMC添加剂和膨润土，通过电动泥浆搅拌器进行搅拌，且在1000r/min转速下搅拌不少于40min，搅拌过程中持续加入膨润土，随后使搅拌完成的泥浆置入静置池中，静置24h～36h；
C.分离调整，将静置池中层的泥浆抽出，通过分筛网分离出泥块和碎石，分离出来的泥块、碎石进入振动筛，经再次分离后，由静置池与振动筛分离出来的泥浆，进入泥水分离漩流器内循环分离，分离出来的砂土由集料箱排出，分离器分离出来的泥浆，置入调整池内，放置2h～4h；
D.浆液制成，在调整池内继续按比例加入纯碱，经由电动泥浆搅拌器继续搅拌20min，制得可使用的浆液。
步骤D所制得的浆液的泥浆比重为1.05g/cm3～1.1g/cm3，泥浆粘度为20s～25s，且颗粒＜74μm。
在浆液的泥浆比重未达到1.05g/cm3～1.1g/cm3范围，浆液的处理步骤如下:
若浆液低于1.05g/cm3～1.1g/cm3时，在浆液中加入膨润土并搅拌，直至能够符合泥浆比重1.05g/cm3～1.1g/cm3的标准；
若浆液高于1.05g/cm3～1.1g/cm3时，在浆液中加入清水并搅拌，直至能够符合泥浆比重1.05g/cm3～1.1g/cm3的标准。
在浆液的泥浆粘度未达到20s～25s范围，浆液的处理步骤如下:
若浆液低于泥浆粘度20s～25s时，在浆液中持续加入CMC添加剂并搅拌，直至能够符合泥浆粘度20s～25s；
若浆液高于泥浆粘度20s～25s时，在浆液中持续加入清水并搅拌，直至能够符合泥浆粘度20s～25s。
具体的，泥浆主要通过施工工艺进行制作，主要采用的是海水作为原料制成，在途中仅添加清水作为辅助原料，制作完毕后即可直接经由检验投入施工，施工时由于浆液的循环，将不断与沿海的海水相接触，循环后的浆液则通过泥浆平衡器、漏斗黏性仪、含砂量测量器和PH值测量器进行测定，按照测定数值根据泥浆标准再次按照步骤进行处理，直至浆液可达到使用标准，在浆液循环使用3～5次后，则再次检验浆液是否可使用，此时由于多次的使用浆液的物性值将达到界限，泥浆稳定性及土粒保持性急剧下降，因此将在事先进行泥浆试验，对泥浆比重、粘度、含砂量、PH值、矢水量、物理特性和化学稳定性进行整体检验，若无法使用时则及时循环新制成的浆液，方便即时使用。
本发明主要采用海水作为基础材料，制作能够被盾构机所使用的泥浆，可在海水环境的工况中直接采用，海水原料光，方便获取，并且性价比较高，无需大量处理即可直接使用，同时由于使用的是海水作为原料，在海水工况中使用后所接触的也是海水，因此在浆液循环时能够根据已有工艺，对接触海水后的浆液直接进行处理，无需另外增加处理工艺流程，处理后的浆液亦能够达到第一次使用时的标准，从而达到在浆液多次循环使用的情况下，保持施工质量和施工效率，增加在沿海施工时的工程进度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种盾构浆液调制工艺，其特征在于，所述泥浆原料包含有膨润土、CMC添加剂、海水、清水和纯碱，具体包括如下步骤：
A.备料，采用膨润土、CMC添加剂、海水和纯碱，其中膨润土主要成分是蒙脱土，按照以下重量份组成：海水100份，膨润土8～12份，CMC添加剂0.4～0.6份，纯碱0.2～0.4份；
B.静置搅拌，按重量份称取海水、CMC添加剂和膨润土，通过电动泥浆搅拌器进行搅拌，且在1000r/min转速下搅拌不少于40min，搅拌过程中持续加入膨润土，随后使搅拌完成的泥浆置入静置池中，静置24h～36h；
C.分离调整，将静置池中层的泥浆抽出，通过分筛网分离出泥块和碎石，分离出来的泥块、碎石进入振动筛，经再次分离后，由静置池与振动筛分离出来的泥浆，进入泥水分离漩流器内循环分离，分离出来的砂土由集料箱排出，分离器分离出来的泥浆，置入调整池内，放置2h～4h；
D.浆液制成，在调整池内继续按比例加入纯碱，经由电动泥浆搅拌器继续搅拌20min，制得可使用的浆液。
2.根据权利要求1所述的一种盾构浆液调制工艺，其特征在于，所述步骤D所制得的浆液的泥浆比重为1.05g/cm3～1.1g/cm3，泥浆粘度为20s～25s，且颗粒＜74μm。
3.根据权利要求2所述的一种盾构浆液调制工艺，其特征在于，在浆液的泥浆比重未达到1.05g/cm3～1.1g/cm3范围，所述浆液的处理步骤如下:
若浆液低于1.05g/cm3～1.1g/cm3时，在浆液中加入膨润土并搅拌，直至能够符合泥浆比重1.05g/cm3～1.1g/cm3的标准；
若浆液高于1.05g/cm3～1.1g/cm3时，在浆液中加入清水并搅拌，直至能够符合泥浆比重1.05g/cm3～1.1g/cm3的标准。
4.根据权利要求1所述的一种盾构浆液调制工艺，其特征在于，在浆液的泥浆粘度未达到20s～25s范围，所述浆液的处理步骤如下:
若浆液低于泥浆粘度20s～25s时，在浆液中持续加入CMC添加剂并搅拌，直至能够符合泥浆粘度20s～25s；
若浆液高于泥浆粘度20s～25s时，在浆液中持续加入清水并搅拌，直至能够符合泥浆粘度20s～25s。
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